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玄武岩纤维和粉体具有强度高,耐酸碱腐蚀,耐高温等优良性能,利用玄武岩纤维改性木质复合材料可以克服木制材料固有的缺陷,提高木材的使用价值。为了改善玄武岩纤维与木粉的界面粘结效果,本课题选用不同浓度的硅烷偶联剂KH-550对玄武岩短切纤维进行表面改性,并在相同的纤维含量和模压工艺条件下制备了木质复合板。试验结果表明,当硅烷偶联剂的浓度为0.75%时,木质复合板的拉伸强度和弯曲强度达到最大,分别为17.359MPa和37.331MPa,明显改善了纤维/基体的界面粘结性能。
本课题选用不同长度(5mm,10mm,15mm,20mm)和不同含量(2.5%,5%,7.5%,10%)的玄武岩纤维作为增强材料,采用模压工艺制备了不同组分的木质复合材料,讨论玄武岩短切纤维的长度和含量对木质复合材料力学性能、阻燃性能和吸水性能的影响。
拉伸试验结果表明,纤维长度为10mm,含量为10%为最优参数,其拉伸强度提高了47.46%。弯曲试验结果表明,15mm,2.5%为最优参数,其弯曲强度提高了60.65%。吸水性测试结果,在高湿状态下吸水厚度膨胀率规定为20%,而玄武岩纤维改性木质复合材料的吸水厚度膨胀率最大为8.427%,其抗水性能远高于标准所规定范围。玄武岩纤维的长度和含量对木质复合材料的24小时吸水率的影响显著,10mm(7.5%)和20mm(10%)复合板的24小时吸水率最低。燃烧试验结果表明,玄武岩纤维的长度和含量对木质复合材料阻燃性能的影响显著,其中10mm(10%)为最优参数,其阻燃性能提高了10%。为了对不同规格木质复合板的性能进行比较,本文采用加权Borda数法进行模糊决策分析。结果表明木质复合板的综合性能优劣顺序为(10mm,10%),(15mm,2.5%),(15mm,5%),(10mm,7.5%),(10mm,2.5%)。
此外,本课题制备了玄武岩水晶玻璃粉体改性木质复合材料,讨论了玄武岩水晶玻璃粉体的添加量对木质复合材料的力学性能、吸水性能、阻燃性能的影响,试验结果表明最佳含量为15%。